鋅負(fù)極/電解質(zhì)界面的不穩(wěn)定性導(dǎo)致的劇烈副反應(yīng)和枝晶生長阻礙了鋅金屬電池的實(shí)際應(yīng)用。鑒于此，江南大學(xué)Tianxi Liu、Suli Chen、德國德累斯頓工業(yè)大學(xué)Minghao Yu、河南省科學(xué)院Qiongqiong Lu等采用具有豐富電子給體(D)和受體(A)位點(diǎn)的D-A聚合物，通過多價(jià)偶極相互作用(MDIs)動態(tài)交聯(lián)水分子和Zn2+，構(gòu)建了超分子聚合物(SP)保護(hù)層。
本文要點(diǎn)：
（1）MDIs破壞了D-A聚合物原有的強(qiáng)氫鍵網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致聚合物鏈構(gòu)象重構(gòu)并增加分子間自由體積，暴露出更廣泛分布的偶極子，從而調(diào)控Zn2+去溶劑化行為并促進(jìn)快速均勻的鋅沉積。同時(shí)，形成的超分子網(wǎng)絡(luò)賦予SP高達(dá)10.4 GPa的機(jī)械模量，可均勻化沉積過程中的應(yīng)力分布以有效抑制枝晶。
（2）基于該策略的非對稱電池在9000次循環(huán)中實(shí)現(xiàn)了99.94%的庫侖效率，使Zn/Zn電池在92%的超高鋅利用率下穩(wěn)定循環(huán)超過540小時(shí)。高載量(≈12.8 mg cm?2)軟包電池也展現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，進(jìn)一步證明了其實(shí)際應(yīng)用前景。
Z. Liu, S. Chen, Z. Shi, P. Qiu, K. He, Q. Lu, M. Yu, T. Liu, Multivalent Dipole Interactions-Driven Supramolecular Polymer Layer Enables Highly Stable Zn Anode Under Harsh Conditions. Adv. Energy Mater. 2025, 2502010.
https://doi.org/10.1002/aenm.202502010
